1,2-Diaminocyclohexan 1,2-Diaminocyclohexan (1,2-DACH) mit der chemischen Formel C₆H₁₄N₂ ist eine wichtige alicyclische Diaminverbindung. Bei Raumtemperatur erscheint es als farblose bis blassgelbe, transparente Flüssigkeit mit ammoniakartigem Geruch. Als Hydrierungsprodukt von o-Phenylendiamin existiert es in zwei geometrischen Isomeren, cis und trans. Aufgrund der Sesselkonformation des Cyclohexanrings besteht das trans-Isomer aus einem Enantiomerenpaar. 1,2-Diaminocyclohexan zeichnet sich durch hervorragende chemische Stabilität und Reaktivität aus und findet breite Anwendung in Epoxidharzhärtern, pharmazeutischen Zwischenprodukten (z. B. bei der Synthese von Oxaliplatin), Agrochemikalien, Farbstoffen und der Herstellung von Hochleistungspolymeren. Mit der zunehmenden heimischen Adiponitrilproduktion ist die Verfügbarkeit von 1,2-Diaminocyclohexan als Nebenprodukt stetig gestiegen, wodurch sich seine Anwendungsmöglichkeiten weiter ausdehnen.

Allgemeine Informationen

Physikalische Eigenschaften

Bei Raumtemperatur ist 1,2-Diaminocyclohexan eine klare, farblose bis blassgelbe, transparente Flüssigkeit mit einem schwachen, ammoniakartigen Geruch. Seine relative Dichte beträgt etwa 0,931 g/cm³, der Schmelzpunkt liegt zwischen 41 und 45 °C, der Siedepunkt zwischen 188 und 192 °C und der Flammpunkt bei 76 °C. Die Verbindung ist luftempfindlich; längerer Kontakt kann zu Oxidation und Vergilbung des Produkts führen. Sie ist leicht in Wasser und auch in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol löslich.

Chemische Eigenschaften

Das Molekül 1,2-Diaminocyclohexan enthält zwei primäre Aminogruppen, die ihm typische chemische Eigenschaften aliphatischer Amine verleihen, darunter Basizität und Nukleophilie. Aufgrund der benachbarten Anordnung der beiden Aminogruppen (in 1,2-Position) weist es eine einzigartige Koordinationsfähigkeit auf und bildet stabile Chelate mit verschiedenen Metallionen. Die Verbindung zeigt Stereoisomerie und existiert überwiegend in cis- und trans-Konfiguration. Im cis-Isomer befinden sich die beiden Aminogruppen auf derselben Seite der Cyclohexanringebene; im trans-Isomer liegen sie auf gegenüberliegenden Seiten. Das chirale trans-1,2-Diaminocyclohexan existiert als Enantiomerenpaar (1R,2R) und (1S,2S), wobei (1R,2R)-(-)-1,2-DACH in der pharmazeutischen Synthese von großer Bedeutung ist.

Zubereitungsmethoden

• Hydrierung von o-Phenylendiamin

Die industrielle Herstellung von 1,2-Diaminocyclohexan erfolgt primär durch katalytische Hydrierung von o-Phenylendiamin. Die Reaktion wird typischerweise in einem Autoklaven oder einem Rieselbettreaktor mit Metallkatalysatoren wie Ruthenium (Ru) oder Nickel (Ni) durchgeführt. Dabei wird der Benzolring des o-Phenylendiamins gesättigt, wodurch 1,2-Diaminocyclohexan entsteht. Das Verhältnis von cis- zu trans-Isomeren im Produkt lässt sich durch Anpassung der Reaktionsbedingungen, wie Temperatur, Druck und Katalysatortyp, steuern.

• Koproduktionsprozess

Bei der Hydrierung von Adiponitril zu Hexamethylendiamin entstehen als Nebenprodukte bestimmte Mengen an Spezialaminen wie 1,2-Diaminocyclohexan und Cyclohexylimin. Mit der Inbetriebnahme inländischer Adiponitril-Produktionsanlagen hat sich dieser Nebenproduktionsweg zu einer wichtigen Quelle für 1,2-Diaminocyclohexan entwickelt und trägt so zur Kostensenkung und verbesserten Ressourcennutzung bei.

Anwendungen

• Epoxidharz-Aushärtung

1,2-Diaminocyclohexan ist ein neuartiges und hocheffizientes Härter für Epoxidharze. Es zeichnet sich durch geringe Dosierung, Kosteneffizienz und schnelle Aushärtung aus. Mit 1,2-Diaminocyclohexan gehärtete Epoxidharze weisen hervorragende chemische und thermische Beständigkeit sowie gute mechanische Eigenschaften auf und finden breite Anwendung in Strukturklebstoffen für Windkraftanlagen, Elektronikvergussmaterialien und Hochleistungsbeschichtungen.

• Pharmazeutische Synthese

In der pharmazeutischen Forschung dient 1,2-Diaminocyclohexan als wichtiges Zwischenprodukt bei der Synthese verschiedener Arzneimittel. Insbesondere (1R,2R)-(-)-1,2-Diaminocyclohexan ist ein entscheidender Ligandenvorläufer für das Antikrebsmittel Oxaliplatin. Darüber hinaus wird es in der Synthese weiterer biologisch aktiver heterocyclischer Verbindungen eingesetzt.

• Weitere Anwendungen

1,2-Diaminocyclohexan findet auch in der Synthese verschiedener Agrochemikalien und Farbstoffe Verwendung. Im agrochemischen Bereich dient es als Zwischenprodukt bei der Synthese von Carbamatherbiziden und anderen heterocyclischen Fungiziden. In der Farbstoffindustrie wird es zur Herstellung spezifischer Azofarbstoffe und funktioneller Hilfsstoffe eingesetzt. Als Monomer oder Kettenverlängerer kann 1,2-Diaminocyclohexan auch zur Herstellung von Hochleistungspolymeren wie Polyamiden und Polyurethanen verwendet werden. Seine alicyclische Struktur verleiht den resultierenden Polymeren ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit und Vergilbungsbeständigkeit.